Техническое обеспечение компьютерных сетей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ»

Кафедра "Информатика  и интеллектуальная собственность"

 

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине

«Компьютерные сети»

Индивидуальное  задание:

«ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ»

Вариант №30

 

 

 

 

 

                                                                                        Выполнила:

Студентка группы КИТ-69

__________/Чистенко А.С./

“____”_____________2012г.

                                                                                         Руководитель проекта:

___________/Пугачев Р. В./

“____”_____________2012г.

 

 

 

 

Харьков 2012 г.

         Содержание

 

Введение. 3

1. Постановка задачи 4

2. Основные понятия 5

3.Технологии, применяемые для построения сетей 6

   3.1. Ethernet 6

   3.2 Token Ring 10

   3.3 ARCnet 11

   3.4. FDDI 12

   3.5. ATM 13

   3.6. 100VG-AnyLAN 14

   3.7. Apple Talk, Local Talk 15

   3.8. UltraNet 16

   3.9. Banyan VINES 17

4. Сетевые устройства и стредства коммуникаций 18

   4.1. Кабели 19

   4.2. Адаптеры 21

   4.3. Репитер 22

   4.4. Серверы 23

   4.5. Модемы и факс-модемы 23

5. Топологии вычислительных сетей 25

   5.1. Топология типа «звезда» 25

   5.2. Кольцевая топология 26

   5.3. Шинная топология 27

6. Сетевые операционные системы для локальных сетей 30

7. Организация сети 32

   7.1. Программно-структурная организация сети 32

   7.2. Кабельная структура 32

   7.3. Аппаратно-программная организация……………………………….............33

Заключение………………………………………………………………………..…35

Библиографический список 36

Приложение  А………………………………………………………………………..37

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

На сегодняшний день в  мире существует более 130 миллионов  компьютеров и более 80% из них  объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей  в офисах до глобальных сетей типа Internet, FidoNet, FREEnet и т.д. Всемирная тенденция  к объединению компьютеров в  сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможностью быстрого обмена информацией между  пользователями, получению и передачи сообщений (факсов, Е-Мail писем, электронных  конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможностью мгновенного получения  любой информации из любой точки  земного шара, а так же обмену информацией между компьютерами разных фирм производителей,  работающих под разным программным обеспечением.

Применение на практике таких  огромных потенциальных возможностей, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный  подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, значительно  ускоряет производственные процессы.

На базе уже существующего  компьютерного парка и программного комплекса, отвечающей современным научно-техническим требованиям, возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса по организации ИВС (информационно-вычислительной сети) с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

 

 

 

 

 

 

 

1. Постановка задачи

В данном курсовом проекте  рассмотрена тема №30 из списка индивидуальных заданий «Техническое обеспечение компьютерных сетей».

Необходимо: рассмотреть составляющие компьютерных сетей:

- какие наиболее распространенные технологии существуют на сегодняшний день для построения сетей, достоинства и недостатки

- какое оборудование можно использовать для построения сетей, его характеристики

- какие сетевые операционные системы существуют и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основные понятия

Компьютерная  сеть – совокупность программно-технических средств, обеспечивающих обмен информацией между двумя и более пользователями, работающими на разных (автономных) компьютерах, соединенных между собой.

Компьютерные сети создаются  для того, чтобы дать возможность  территориально разобщенным пользователям  обмениваться информацией между  собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

Под ресурсами понимаются данные, приложения (программы), различные периферийные устройства (принтеры, модемы, сканеры, жесткие и гибкие диски и т.д.).

По некоторым оценкам, более  половины действующих ЭВМ подключены к сетям.

Использование компьютерных сетей  имеет множество преимуществ:

Снижение затрат за счет коллективного  использования разнообразных баз  данных и аппаратных средств

Стандартизация приложений – все пользователи работают на одном и том же ПО (программном  обеспечении), «говорят на одном языке»

Оперативность получения информации без отрыва от рабочих мест

Эффективное взаимодействие и  планирование рабочего времени (проведении дискуссий, оперативных совещаний  без отрыва от рабочих мест)

Общими компонентами всех сетей  являются:

Серверы (server) – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым  пользователям;

Клиенты (client), рабочие станции  – компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемыми сервером (серверами);

Среда (media) – средства передачи информации;

Совместно используемые данные – файлы, передаваемые серверами  по сети;

Совместно используемые периферийные устройства.

Сети появились в результате творческого сотрудничества специалистов вычислительной техники и техники  связи. Вычислительные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные.

Для создания единого информационного  пространства, способного охватить всех пользователей предприятия и  предоставления им информационно созданную  в разное время и в разном программном  обеспечении используют локальную  вычислительную сеть (ЛВС). Под ЛВС  понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих  мест (рабочих станций) к единому  каналу передачи данных. Самая простая  сеть (англ. Network) состоит как минимум  из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет  им использовать данные совместно. Все  сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе. Рождение компьютерных сетей было вызвано  практическими потребностями - иметь  возможность для совместного  использования данных.

Понятие локальная вычислительная сеть (англ. LAN-Lokal Area Network) относится  к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным  реализациям, в которых несколько  компьютерных систем связанны друг с  другом с помощью соответствующих  средств коммуникаций. Благодаря  такому соединению пользователь может  взаимодействовать с другими  рабочими станциями, подключенными  с этой ЛВС.

Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны т.е. нет иерархии среди компьютеров  и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует  и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование  всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в  роли и клиентов, и серверов, может  оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

В производственной практики ЛВС  играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

Глобальные  сети. Для работы в глобальной сети требуется модем. При этом асинхронная передача каждого символа (буквы или цифры) осуществляется с помощью десяти битов (8 бит требуется для передачи символа и два бита служебных — стартовый и стоповый).

Таким образом, при скорости передачи данных 28800 бит/с в линию  передается 2880 символов в секунду. При  такой скорости передачи данных для  пересылки одной страницы текста, содержащей 3000 символов, потребуется  чуть больше одной секунды.

Скорость работы современных  модемов различна. Разработаны промышленные модели модемов, работающие со скоростями 14400 бит/с, 16800 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с и 56000 бит/с.

В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных сетей. Глобальные сети (как и локальные) состоят из компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети (ГВС) всего мира объедены между собой с помощью Internet.

Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее  аппаратное и программное обеспечение. В простейшем случае из аппаратных средств нужно дополнительно  установить модем, с помощью которого осуществляется связь по телефонной линии (например, из квартиры).

Программное обеспечение делится  на два класса:

программы-серверы, размещенные на том узле сети, который обслуживает компьютер пользователя;

программы-клиенты, которые находятся на компьютере пользователя и пользуются услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют  пользователям разнообразные услуги:

• работа с распределенными базами данных,
• электронная почта,
• телеконференции,
• общение в реальном масштабе времени,
• пересылка файлов и т.д.

Каждая услуга (иногда говорят  служба, сервис) работает по определенным правилам (протоколам).

Для реализации каждой сетевой  услуги требуются своя программа-сервер и своя программа-клиент. Например, существуют почтовые серверы и клиенты, серверы и клиенты телеконференций (новостей).

В то же время современные  программы-навигаторы (исследователи, браузеры, обозреватели) постепенно берут  на себя функции отдельных служб  глобальной сети и становятся “универсальными” клиентами.

Термин “сервер” имеет второе значение.

Сервером называют также  и компьютер, на котором установлены  программы-серверы. На одном сервере-компьютере может работать сразу несколько  программ-серверов. Чаще всего мы будем  понимать под термином ("сервер" некий компьютер).

 

 

3. Технологии, применяемые для построения сетей

1. Ethernet

 Первое, что приходит  в голову, когда речь заходит  о технологиях локальных сетей  – это, конечно, Ethernet. Эта технология  была разработана в 1970 году  Исследовательским центром в  Пало-Альто, принадлежащем корпорации Xerox. В 1980 г. на его основе  появилась спецификация IEEE 802.3. Пожалуй,  самой характерной чертой Ethernet является  метод доступа к среде передачи - CSMA/CD (carrier-sense multiple access/collision detection) - множественный  доступ с обнаружением несущей.  Перед началом передачи данных  сетевой адаптер Ethernet "прослушивает" сеть, чтобы удостовериться, что  никто больше ее не использует. Если среда передачи в данный  момент кем-то используется, адаптер  задерживает передачу, если же  нет, то начинает передавать. В  том случае, когда два адаптера, предварительно прослушав сетевой  трафик и обнаружив "тишину", начинают передачу одновременно, происходит коллизия. При обнаружении  адаптером коллизии обе передачи  прерываются, и адаптеры повторяют  передачу спустя некоторое случайное  время (естественно, предварительно  опять прослушав канал на предмет  занятости). Для приема информации  адаптер должен принимать все  пакеты в сети, чтобы определить, не он ли является адресатом. 

Различные реализации - Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet – обеспечивают пропускную способность соответственно 10, 100 и 1000 Мбит/с.  

Основной недостаток сетей Ethernet обусловлен методом доступа  к среде передачи: при наличии  в сети большого количества одновременно передающих станций растет количество коллизий, а пропускная способность  сети падает. В экстремальных случаях скорость передачи в сети может упасть до нуля. Но даже в сети, где средняя нагрузка не превышает максимально допустимую рекомендованную (30-40% от общей полосы пропускания), скорость передачи составляет 70-80% от номинальной. В некоторой степени этот недостаток может быть устранен применением коммутаторов (switch) вместо концентраторов (hub). При этом трафик между портами, подключенными к передающему и принимающему сетевым адаптерам, изолируется от других портов и адаптеров.

Весьма существенным преимуществом  различных вариантов Ethernet является обратная совместимость, которая позволяет  использовать их совместно в одной  сети, в ряде случаев даже не изменяя  существующую кабельную систему.